“‘高端’不是堆料，而是引領(lǐng)性的技術(shù)和創(chuàng)新。”余承東在華為P40系列發(fā)布后的專訪中如是說道。
這一次，似乎在情理之中，華為P40系列再一次突破了影像極限，不管是1/1.28英寸的大底，還是10倍光變的超長變焦，都在硬件端刷新了全新的紀(jì)錄，而且預(yù)計在相當(dāng)長的時間內(nèi)都不會被超過。可以說從P20開始，P系列的手機拍照都實現(xiàn)了甩行業(yè)一條街的水準(zhǔn)，那么這種超級影像的實力是怎么煉成的，余承東口中的“不僅僅堆料”又有哪些含義。通過對華為的深入采訪，我試圖用自己的理解為大家做一個揭秘。
硬件突破是基礎(chǔ)
手機行業(yè)首先是一個看硬件的行業(yè)，沒有硬件的突破，就沒有性能突破的基礎(chǔ)，而在拍照領(lǐng)域，就更是如此。比如從P20時代盛行的那句話“底大一級壓死人”，說的就是這種一力降十會的感覺，在絕對的硬件實力面前，軟件的努力基本都是徒勞的。
這次華為P40系列把自己的CMOS的尺寸升級到行業(yè)第一的1/1.28英寸，可以說在硬實力上再次領(lǐng)先了一截。這里值得一提的是，華為的主攝選擇是5000萬像素，而排名第二的底的產(chǎn)品像素卻是1億像素，底大而像素少，帶來的像素尺寸優(yōu)勢就非常明顯了，這一點可能普通消費者很少了解。事實上，目前單反相機的底要比手機大很多，而1/1.28英寸的CMOS大小其實已經(jīng)接近1英寸了，也達到了普通卡片機的水平。但單反相機的像素也大多在5000萬左右，就是為了更好的畫面細節(jié)呈現(xiàn)。
而另外一個特別大的硬件突破則是10倍光學(xué)變焦的超精密的“多反射潛望式長焦設(shè)計”，潛望式攝像頭本身就是手機拍攝的一個重要技術(shù)突破了，而華為能把這個光變做到10倍可以說是震驚行業(yè)的一件事情。
因為這要克服一個關(guān)鍵的問題就是光程，也就是變焦越大需要光線傳播的路線越長，這個是物理要求，沒有辦法用其他辦法代替。而華為采用全新的多反射潛望式長焦設(shè)計，通過光路折疊實現(xiàn)5次反射光路，光程比上一代潛望式長焦提升178%，模組體積卻沒有增加多少，因此突破了手機光學(xué)變焦的極限，也在1cm的厚度下，完成了一次肉眼不可見的光學(xué)奇跡。
這個通過折射增加光程的原理，估計中學(xué)物理水平就能看懂，但想要實現(xiàn)就非常困難了，因為多次折射會帶來大量的挑戰(zhàn)，包括對焦、畸變等等，這個模組的光學(xué)要求在50-70納米，也就是頭發(fā)絲直徑的2000分之一，而通過華為研發(fā)的努力，已經(jīng)做到最高30納米的能力，而芯片的制程工藝也不過是微米就可以了。
另外一個巨大的難點則在于對焦馬達，畢竟這個馬達帶動的是多個具有多反射面的反射鏡移動的同時還不能影響光路的反射，必須在反射鏡后面極其有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高精密的運動。最終設(shè)計團隊經(jīng)過多番驗證，采用了全新的承載方式，搭配極強的磁力與精密杠桿結(jié)構(gòu)，精巧地平衡了前端的反射鏡負(fù)載。這些研究和實現(xiàn)都是整個行業(yè)的無人區(qū)，這也使得華為在這方面的技術(shù)突破會領(lǐng)先更多時間。
計算攝影是終極方向
硬件進步是領(lǐng)先的基礎(chǔ)，不過計算攝影才是終極的方向。在專訪上，余承東也表示，相機攝像頭不能搞太多，搞太多以后手機的尺寸、空間占用非常大，不可能盲目地增加數(shù)量，而是要增加每個單元的算法、質(zhì)量。這大概也說明了手機未來的決勝方向，終究還是要在計算攝影上。
比如P40系列的攝像頭模組除了由徠卡參與調(diào)教，這次還集成了XD Fuison Engine圖像加速引擎。根據(jù)華為的介紹，X是指Extreme，D是definition清晰度的意思，F(xiàn)usion就是融合的意思，字面意思就是超清圖像引擎，行業(yè)內(nèi)往往稱之為計算攝影，而行業(yè)內(nèi)目前也只有谷歌、蘋果兩家在談這件事情，而這次選擇公開這個引擎，主要是希望在傳遞華為P40系列硬件非常強大的同時，也能夠向外界傳遞，軟件和算法其實也非常強大這個信號。讓消費者和行業(yè)都能夠更加清晰的認(rèn)知到華為影像系統(tǒng)的水準(zhǔn)。
XD Fuison Engine圖像加速引擎從三個角度切入圖像處理，首先是硬件輸入方面，多攝的采用不是為了造噱頭，而是希望不同的攝像頭都能夠起到不同的作用，通過不同的攝像頭融合來實現(xiàn)更好的圖像采集效果。第二就是識別，也就是分析出拍攝的物品到底是什么，從而自動的進行相應(yīng)的拍照參數(shù)調(diào)整，第三就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理，通過不斷學(xué)習(xí)甚至猜測，來最終形成一張消費者滿意的圖像。
圍繞這三個點，華為做了非常巨大的努力進行研發(fā)，比如最為重要的圖像采集部分，除了大底和超長焦之外，還引入了8色彩通道的色溫傳感器，配合AI AWB的算法，將色彩平衡提升到了一個全新的境界。而華為一直堅持的RYYB的進光方案，為華為在暗光夜景的環(huán)境拍攝方面增加了很強的光線支撐，而在算法的不斷優(yōu)化之下，色彩的精準(zhǔn)度也一樣有很大提升。
麒麟芯片上獨家的NPU則為AI計算提供了強大的算力支撐，這次華為P40系列備受用戶好評的隔玻璃拍攝去反光，以及去掉誤入照片的人物等功能，就是AI強大算力的體現(xiàn)。工程師還特意強調(diào)了華為P40系列的防抖功能，一方面是通過電影鏡頭的硬件來解決抖動問題，另一方面則是在算法上做了很大提升，這也是為什么華為手機在防抖方面可以做到非常優(yōu)秀的核心。
總體來說，因為尺寸限制，也許手機拍照的硬件發(fā)展會慢慢出現(xiàn)極限，但計算攝影的發(fā)展還是永無止境的，這是一條更為艱巨的道路，需要大家更多的探索和積累。
硬件可以超越，但系統(tǒng)無法超越
其實我們看了關(guān)于整個P40影像系統(tǒng)的介紹之后，你會發(fā)現(xiàn)為什么在手機同質(zhì)化競爭這么激烈的今天，華為P系列能夠一枝獨秀的引領(lǐng)行業(yè)而很難被超越呢?我覺得總結(jié)成一句話就是，硬件可以超越，但系統(tǒng)無法超越。其實行業(yè)里也有不少人對華為拍照發(fā)起了挑戰(zhàn)，也一度提供了更大和更高像素的模組，希望憑借硬件的優(yōu)勢超越華為。但從拍攝效果上看，卻連華為兩年前發(fā)布的IMX600都沒有超越，現(xiàn)在P40系列則一下采用了IMX700，再度拉開差距。從上面的介紹我們可以看出，在CMOS上P系列上最大的，在變焦模組上，P系列上最強的，而這些都是技術(shù)獨占的硬實力。
在RYYB的調(diào)教上，華為是獨樹一幟的，其他廠商都不敢涉足這個領(lǐng)域，因為面對的算法挑戰(zhàn)實在是太高了。而為了保證色準(zhǔn)，華為又用了8色彩通道的色溫傳感器，為了保證視頻防抖，又特意設(shè)計了一顆電影鏡頭。
在CPU上，麒麟有AI算力遙遙領(lǐng)先的“達芬奇”，在畫質(zhì)和調(diào)色上，還有徠卡認(rèn)證作為標(biāo)準(zhǔn)來保證水準(zhǔn)?？梢哉f，華為P系列最為強大的不是一個鏡頭，也不是一個大底，而是這一整套的影像系統(tǒng)。
在硬件上，競品還能做出更高的配置，但是在系統(tǒng)背后的協(xié)作、算法、AI方面，恐怕是很難超越的。這不僅僅是巨額投資帶來的回報，還有最優(yōu)秀和卓越的工程師的貢獻。
華為P40系列的上市，讓很多業(yè)內(nèi)人士都表示，這是買相機送手機。事實上還是重新定義了拍照領(lǐng)域，可以真正實現(xiàn)一機在手，天下我有，什么樣的場景和拍攝都不在話下，前兩天甚至還有攝影師拍月亮的時候拍到了空間站一劃而過。而從另一個角度來看，手機在電話通訊方面的作用其實在弱化，包括拍照、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、設(shè)備之間的互動娛樂等功能成為手機更重要的作用，而在這些方面，華為都有非常深厚的技術(shù)支撐，在5G方面更是全球領(lǐng)先的廠商，所以這么看來，華為手機的一騎絕塵并非沒有道理，這不僅僅是一個拍照的成功，更是一個從芯到端再到云的勝利。
華為P40系列手機誕生，事實上讓華為手機拍照的領(lǐng)先再進一步，與行業(yè)拉開了一個更大的水平，也讓手機拍照進入了一個全新的高度。幾年前，華為開始搞手機拍照的新影像大賽，而去年，華為又開始搞手機攝影的電影大賽，華為手機的影響能力越來越強，也帶動了越來越多的人進入這個領(lǐng)域，去分享和記錄他們的美好生活。我想這大概就是科技最有價值的地方，也是華為手機更受到用戶歡迎的地方。
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